DE2951958C2

DE2951958C2 - Regeleinrichtung zum Regeln einer Sprühvorrichtung

Info

Publication number: DE2951958C2
Application number: DE2951958A
Authority: DE
Inventors: Maurice Cyril Justin Fère Champenoise Marne Lestradet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-28
Filing date: 1979-12-22
Publication date: 1987-04-09
Also published as: HU184154B; SU950180A3; GB2045975B; DK546179A; US4301944A; BG32711A3; FR2445177B1; CA1127541A; DE2951958A1; GB2045975A; FR2445177A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zum Regeln einer Sprühvorrichtung, die an einem vorzugsweise landwirtschaftlichen Radfahrzeug angebracht ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Versprühen von Flüssigkeiten, wie etwa Schädlingsbekämpfungsmitteln und flüssigem Dünger, ist auf die genaue Dosierung streng zu achten, denn wenn zu wenig eines solchen Mittels pro Flächeneinheit überfahrenen Bodens ausgesprüht wird, dann wird die angestrebte Wirkung nicht erreicht; wird jedoch zuviel einer solchen Flüssigkeit ausgesprüht, dann besteht die Gefahr unerwünschter chemischer oder biologischer Bodenbelastung.
Das konstante Einhalten einer Fahrgeschwindigkeit, die auf das ebenfalls konstant gehaltene Fördervolumen abgestimmt ist, läßt sich in der Praxis wegen der Geländebedingungen nicht realisieren.
Es wurde daher bereits die eingangs genannte, bekannte Regeleinrichtung (FR-OS 74 12 009) vorgeschlagen, bei welcher der Förderdruck in der Sprühvorrichtung und somit die Sprühmenge durch eine Regeleinrichtung an einen Solldruck angeglichen werden, der nun seinerseits nicht konstant ist, sondern von einem verstellbaren Sollwertgeber in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs vorgegeben wird. Ferner werden zur Einstellung des Sollwertgebers als erster Parameter die spezifische Fördermenge, also die pro Flächeneinheit auszusprühende Flüssigkeitsmenge, und ein typischer Parameter der Sprühvorrichtung herangezogen, der z. B. Anzahl und Größe der Sprühdüsen berücksichtigt.
Der Förderdruck ist hierbei neben Konstanten nur vom Quadrat der Fahrgeschwindigkeit abhängig. In der elektronischen, bekannten Regeleinrichtung wird daher der Soll-Förderdruck längs einer von den Parametern festgelegten Parabel in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit verändert. Der Regler erhält somit den für die jeweilige Fahrgeschwindigkeit vorliegenden Soll-Förderdruck und gleicht den Ist-Förderdruck an diesen an. Dieser wird im übrigen auch noch durch ein Anzeigegerät angezeigt, damit der Fahrer des Fahrzeuges die Funktion der Regeleinrichtung grob überprüfen kann, denn bei einer Änderung der Fahrgeschwindigkeit muß sich zwangsläufig auch der Förderdruck ändern.
Mit dieser bekannten Regeleinrichtung sind die obengenannten Probleme ausgeräumt, und der Fahrer des Fahrzeuges kann sich nach Inbetriebnahme der Sprühvorrichtung voll auf das Lenken des Fahrzeuges konzentrieren.
Die bekannte Regeleinrichtung ist jedoch verhältnismäßig kompliziert, und zwar besonders durch die Einrichtung zur Eingabe zweier unterschiedlicher konstanter Parameter. Das Eingeben dieser Parameter bedeutet einen erheblichen Bedienungsaufwand. Obwohl der Sollwertgeber den Sollwert nach einer genauen mathematischen Funktion steuert, kann dieser Sollwert ungenau sein, wenn die Einrichtungen zum Aufnehmen und Einleiten der Parameter schadhaft werden oder sonstwie ungenau arbeiten.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte, bekannte Regeleinrichtung dahingehend weiterzubilden, daß sie baulich und in der Bedienung vereinfacht wird und gleichzeitig verläßlicher arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Hierbei sind zunächst die Elemente der bekannten Regeleinrichtung ersetzt durch solche Elemente, die pneumatische Signale und Größen liefern, wie dies allgemein bekannt ist (DE-Zeitschrift FREQUENZ 23 (1969), Nr. 3, Seiten 68-73). Der Sollwertgeber ist jedoch zusätzlich ganz erheblich vereinfacht: dieser ist nämlich im wesentlichen nur aus zwei Drosseln gebildet, deren beide Ausgänge ineinandermünden und den Ausgang des Sollwertgebers bilden. Die erste dieser Drosseln ist an den Meßfühler für die Fahrgeschwindigkeit angeschlosssen, der ein zur Fahrgeschwindigkeit proportionales pneumatisches Signal liefert. Die andere dieser Drosseln ist an eine Druckquelle angeschlossen und verstellbar ausgebildet.
Die Parameter für die spezifische Fördermenge und die Fahrgeschwindigkeit sind in einem für eine bestimmte Sprühvorrichtung erstellten Nomogramm aufgeführt, wobei jeweils zwei solcher Parameter einen zugehörigen Förder-Istdruck eindeutig definieren.
Bei der Aufnahme des Betriebes wird das Fahrzeug zunächst auf die dem Nomogramm zugrundeliegende Fahrgeschwindigkeit gebracht, und dann wird die Sprühvorrichtung in Betrieb gesetzt. Hierbei wird die verstellbare Drossel so lange verstellt, bis die der Fördereinrichtung zugeordnete Ableseeinrichtung den geforderten Förder-Istdruck anzeigt. Es ist somit nur erforderlich, einen einzigen Wert einzustellen; da diese Einstellung über den Förder-Istdruck erfolgt, sind alle etwa möglichen Gerätefehler und Ungenauigkeiten ausgeschaltet.
Der erfindungsgemäße Sollwertgeber liefert ein pneumatisches Signal, das proportional ist zur Fahrgeschwindigkeit und nicht, wie beim bekannten Sollwertgeber, proportional zum Quadrat der Fahrgeschwindigkeit. Der Solldruck wird somit nicht, wie theoretisch eigentlich erforderlich, längs einer Parabel, sondern längs einer Geraden gesteuert. Da jedoch ein sinnvoller Betrieb der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung nur in einem verhältnismäßig geringen Geschwindigkeitsbereich möglich ist, muß durch den Einsatz der Parabel durch eine angenäherte Gerade in der Steuercharakteristik des Sollwertgebers keine unzulässige Ungenauigkeit hingenommen werden, sondern durch die einfache und auf den Förder-Istdruck bezogene Vorgabe der Parameter wird tatsächlich in jenem Geschwindigkeitsbereich, der typisch ist für den Einsatz von mit Sprühvorrichtungen ausgestatteten Radfahrzeugen, eine genauere Einhaltung der spezifischen Fördermenge erreicht.
Der Förderdruck wird sowohl bei der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung als auch bei jener aus dem Stand der Technik als Regelgröße für die Fördermenge herangezogen. Bei besonders niedrigen oder besonders hohen Fördermengen ist jedoch diese Zuordnung nicht mehr mit hinlänglicher Genauigkeit zutreffend.
Wegen der Stabilität der Sprühvorrichtung verbieten sich hohe Fahrgeschwindigkeiten, die hohe Fördermengen erfordern würden, von selbst. Um zu verhindern, daß beim Anfahren mit eingeschalteter Sprühvorrichtung, also im Bereich sehr niedriger Fördermengen, Ungenauigkeiten auftreten, wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die Sprühvorrichtung erst bei Erreichen einer gewissen Mindestgeschwindigkeit dadurch eingeschaltet, daß erst bei Erreichen dieser Mindestgeschwindigkeit vom Meßfühler für die Fahrgeschwindigkeit ein Meßsignal abgegeben wird. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahme verhindert, daß die im unteren Geschwindigkeitsbereich ungenügende Annäherung der Parabel durch eine Gerade unzulässig hohe Fehler in der Steuercharakteristik des Sollwertgebers verursacht.
Die gewünschte Annäherung der Näherungsgerade an die theoretischen Kurven ist besonders gut bei einer Fahrgeschwindigkeit von mehr als 4 km/h und einem Förderdruck von mehr als 1 bar.
Die Erfindung erbringt somit ein verhältnismäßig genaues, einfaches und sicheres System. Um eine gewünschte Konzentration versprühter Flüssigkeit je Hektar zu erhalten, ist es nach dem entsprechenden Voreinstellen der verstellbaren Drossel im Sollwertgeber möglich, den Sprühdruck in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit automatisch so zu variieren, daß sich eine gute Übereinstimmung zwischen den theoretischen und praktischen Kurven der versprühten Stoffe, z. B. des Düngers für die Landwirtschaft, ergibt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und damit erzielbare Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus der schematischen Zeichnung ersichtlich; in dieser zeigt
Fig. 1 eine Kurvenschar des Förderdrucks als Funktion von der Fahrgeschwindigkeit,
Fig. 2 der schematische Aufbau der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung und Sprühvorrichtung,
Fig. 3 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sollwertgebers,
Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung anhand verschiedener Druckkurven,
Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Geschwindigkeits/Druck-Meßumformers,
Fig. 6 bis 10 je ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Geschwindigkeits/Druck-Meßumformers,
Fig. 11 einen Meßumformer zum Umsetzen der Größe des Druckes der zu verstäubenden Flüssigkeit in eine proportionale Luftdruckgröße,
Fig. 12 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reglers,
Fig. 13 einen pneumatischen Vergleicher im Schnitt,
Fig. 14 ein pneumatisches Stellglied in Form eines Flachschiebers,
Fig. 15 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reglers,
Fig. 16 einen Pneumatikzylinder zum Ausgleichen der Pumpenleistung in sehr vereinfachter Darstellung, und
Fig. 17 die schematische Darstellung eines Pneumatikkreises zum Simulieren der Fahrgeschwindigkeit.
Das Diagramm der Fig. 1 zeigt eine Kurvenschar, wobei auf der Abszisse die Fahrgeschwindigkeit in km/h und auf der Ordinate der Druck in bar aufgetragen sind.
Die gezeigte Kurvenschar entspricht der Gleichung °=c:30&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz2&udf54; &udf53;vu10&udf54;wobei
p = Förder-Solldruck,
Q = Menge der zu versprühenden Flüssigkeit (in Litern),
v = Fahrzeuggeschwindigkeit, und
K = für die Düsen in der Sprühvorrichtung charakteristischen Parameter.
Jede der Kurven in Fig. 1 entspricht einer spezifischen Flüssigkeitsmenge, die je Hektar versprüht werden soll. Jede Kurve bildet einen Parabelast, der jedoch in einem bestimmten Bereich, z. B. bei einem Druck von 1 bar und einer Geschwindigkeit von 4 km/h, durch eine Gerade angenähert werden kann; diese Näherungs-Geraden sind mit A bis H bezeichnet.
Diese Geraden entsprechen der allgemeinen Formel y = ax-b. Die Steigung a nimmt mit der je Hektar zu versprühenden Flüssigkeitsmenge zu.
In Fig. 2 bezeichnet 1 einen Behälter für die zu versprühende Flüssigkeit, der über einen Rohrstutzen 2 mit dem Eingang einer Pumpe 3, beispielsweise einer Zentriefugalpumpe, verbunden ist, deren Ausgang an ein Zuleitungsrohr 4 angeschlossen ist. Dieses steht mit dem Behälter über eine Steuerleitung 5 in Verbindung, die mit einem Regelschieber 6 versehen ist. Das Zuleitungsrohr 4 mündet in eine Verteilkammer 7, an deren Ausgang ein mit Sprühdüsen versehener Sprührechen 8 angeschlossen ist.
Der Regelschieber 6 wird durch ein nur symbolisch dargestelltes Stellglied 9 (Operator bzw. Betätigungsorgan) gesteuert.
Das Stellglied 9 wird von einem pneumatischen Regler 10 angesteuert, der ein erstes Signal P&sub1; in Form eines Strömungsmitteldruckes, vorzugsweise in Form eines Luftdruckes, erhält. Dieses Signal geht von einem Meßfühler (Meßwertgeber bzw. Druckgeber) 11 aus.
Der Meßfühler 11 ist als Meßumformer ausgebildet, der den in der Verteilkammer 7 herrschenden Flüssigkeitsdruck in ein zu diesem proportionales Strömungsmittel-Drucksignal umsetzt. Der für den Flüssigkeitsdruck in der Verteilkammer 7 (Förder-Istdruck) repräsentative Druck des Drucksignals läßt sich an einem Manometer 12 am Ausgang aus dem Meßfühler 11 ablesen.
Der Regler 10 erhält noch ein zweites Signal P&sub2; in Form eines Strömungsmitteldruckes bzw. Luftdruckes, der von einem Sollwertgeber 13 (Korrektorkreis) ausgeht. Dieser erhält ein der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs proportionales Signal von einem Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14 (Verstärker bzw. Transductorkreis).
Der Sollwertgeber 13 ist zur Korrektur an eine Druckquelle 15 und außerdem an einen Sicherheitsblock 16 angeschlossen, zu dem ein Sichtgerät 17 gehört. Dieses zeigt der Bedienungsperson, ob das Fahrzeug mit konstanter Fahrgeschwindigkeit läuft, beschleunigt oder verzögert. Vorteilhafterweise hat das Sichtgerät drei Kontrollampen, von denen ständig eine je nach dem augenblicklichen Betriebszustand (Verzögern, konstante Fahrgeschwindigkeit, Beschleunigen) aufleuchtet. Die Arbeitsweise der in Fig. 2 schematisch dargestellten Regeleinrichtung ist wie folgt:
Der Regler 10 steuert automatisch den Öffnungsgrad des Regelschiebers 6 in Abhängigkeit von der Abweichung der beiden repräsentativen Signale, von denen das eine (P&sub1;) dem Flüssigkeits-Istdruck in der Verteilkammer 7 und im Sprührechen 8 und der andere (P&sub2;) der Fahrgeschwindigkeit des mit der Regeleinrichtung ausgestatteten Fahrzeugs entspricht.
Das für die Fahrgeschwindigkeit repräsentative Signal P&sub2; wird im Sollwertgeber auf eine solche Weise angepaßt, daß es jener Geraden in Fig. 1 entspricht, welche eine Annäherung an jene Parabel bildet, die der richtigen Abhängigkeit zwischen Fahrgeschwindigkeit und Sprühmenge je Hektar entspricht. Hierbei ändert sich die Steigung der Geraden in Abhängigkeit vom Signal aus dem Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14.
In Fig. 3 ist der Sollwertgeber 13 genauer dargestellt. Dieser erhält vom Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14 eine Eingangs-Druckgröße P _e, welche unmittelbar proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist. Diese Eingangs-Druckgröße wird in eine erste, feste Drossel 20 eingeleitet, deren Ausgang gemeinsam mit jenem einer zweiten, einstellbaren Drossel 21 in einem pneumatischen Verstärker 22 mündet, dessen Ausgang jenen des Sollwertgebers 13 bildet. Die verstellbare Drossel 21 weist ein Stellglied 15&min; auf und wird über das Organ 15 mit Umgebungsluft gespeist.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Sollwertgebers ist aus Fig. 4 ersichtlich: in dieser zeigen die Abszisse den vom Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler gelieferten Druck P _e in bar bzw. die Fahrgeschwindigkeit in km/h (da diese beiden Werte proportional zueinander sind), während an der Ordinate der vom Sollwertgeber 13 abgegebene Signaldruck P&sub2; bzw. der hierzu proportionale, tatsächlich einzustellende Solldruck P (jeweils in bar) aufgetragen sind.
Die in Fig. 1 gezeigten Näherungsgeraden sind als gestrichelte Gerade J, K und L dargestellt und sind jeweils repräsentativ für eine Flüssigkeitsmenge pro Hektar, abhängig vom Förderdruck P und der Fahrgeschwindigkeit v.
Die Geraden M, N, P, Q und R sind repräsentativ für den am Eingang des Verstärkers 22 vorliegenden Signaldruck in Abhängigkeit vom Signaldruck P _e bzw. der Fahrgeschwindigkeit v. Hierbei ist die Steigung der genannten Geraden durch einen Faktor k bestimmt, der auf die jeweilige Einstellung der verstellbaren Drossel 21 zurückzuführen ist.
Der Verstärker 22 weist einen Verstärkungsfaktor 6 auf, so daß die Kurven M&min;, N&min;, P&min;, Q&min; und R&min; nunmehr den Signal-Ausgangsdruck P&sub2; des Sollwertgebers 13 in Abhängigkeit vom Signaldruck P _e bzw. von der Fahrgeschwindigkeit v darstellen. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, liefert der erfindungsgemäße Sollwertgeber 13 mit einfachsten Mitteln eine verhältnismäßig gute Anpassung der tatsächlichen, durch die Kurven M&min;, N&min; usw. dargestellten Fördermenge an die durch die Kurven J, K usw. dargestellten theoretischen Näherungsgraden.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Regeleinrichtung arbeitet wie folgt:
Es wird vorausgesetzt, daß der Druck im Sprührechen 8 und auch in der Verteilkammer 7 der tatsächlichen Fahrgeschwindigkeit und der gewünschten Sprühmenge je Hektar entspricht. Dann stellt der Regler 10 die Übereinstimmung der Drücke P&sub1; und P&sub2; fest und läßt das Stellglied 9 und somit auch den Regelschieber 6 in der gerade eingeregelten Stellung.
Wenn das Fahrzeug langsamer wird, dann führt dieser Umstand zum Absinken des Signaldrucks P _e, der zum Sollwertgeber 13 gelangt, wodurch dann auch der Regler 10 ein vom Sollwertgeber 13 abgegebenes Signal P&sub2; erhält, das kleiner ist als der für den Förder-Istdruck maßgebliche Signaldruck P&sub1;.
Der Regler 10 stellt diese Abweichung fest und wirkt auf das Stellglied 9 in jenem Sinne ein, daß dieses den Regelschieber 6 so verstellt, daß ein geringerer Förderdruck vorliegt. Hierbei wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, den Kurven M&min;, N&min; usw. gefolgt, die sehr gut an die theoretische Kurve des in Abhängigkeit von der kleineren Geschwindigkeit verringerten Förderdrucks angenähert ist, so daß wieder eine hinlängliche Sprühkonzentration je Hektar erhalten wird.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele für die wesentlichen Bauteile der in Fig. 2 gezeigten Regeleinrichtung beschrieben:
Zunächst werden anhand der Fig. 5 bis 10 verschiedene Ausführungsbeispiele des Geschwindigkeits-Meßfühlers 14 beschrieben, der die Aufgabe hat, die Fahrgeschwindigkeit in ein pneumatisches Signal umzusetzen, das dann in den Sollwertgeber 13 eingegeben wird.
In Fig. 5 ist ein schematisch gezeigtes Gebläse 23 dargestellt, das von einem symbolisch gezeigten Rad 24 angetrieben wird, welches seinerseits von einem nicht dargestellten Laufrad des die Sprühvorrichtung und die Regeleinrichtung tragenden Radfahrzeuges angetrieben wird. Das Gebläse 23 wandelt die Drehbewegung in ein zur Geschwindigkeit proportionales pneumatisches Drucksignal um. Dieses Signal gelangt zu einem Verstärker 25 mit angehobener Ansprechschwelle, welcher einen für die Geschwindigkeit repräsentativen Druck P _e in den Sollwertgeber 13 eingibt.
Das Gebläse 23 kann als Schaufelrad- oder Verdrängermaschine ausgebildet sein. In beiden Fällen ist es zweckmäßig, wegen der Möglichkeit plötzlicher Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugs zum Gebläse 23 hin ein Rutschglied vorzusehen.
Beste Ergebnisse werden bei bestimmten Verhältnissen zwischen Fahrzeuggeschwindigkeit und Druck P _e am Eingang des Sollwertgebers 13 erhalten. Diese liegen bei 0,2 bar für 4 km/h; 0,3 bar für 5 km/h usw. Dem entspricht 0 bar bei 3 km/h, so daß der Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14, im vorliegenden Fall tatsächlich der Verstärker 25, erst ein Signal geben darf, wenn die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder wenigstens gleich 3 km/h ist. Aus diesem Grunde ist eine Einrichtung zum Anheben einer Ansprechschwelle vorgesehen, die zweckmäßigerweise in den Verstärker 25 integriert ist und bei Geschwindigkeiten unter 3 km/h die dann überschüssige Signalluft abläßt.
Es ist noch zu bemerken, daß bei merklichem Abweichen der Druckgröße P _e vom Sollwert 0,2 bar für eine Geschwindigkeit von 4 km/h dieses so lange keinen ernst zu nehmenden Einfluß hat, wie eine Toleranz von ± 0,05 eingehalten wird.
Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird für den Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14 ein elektrischer Tachometer 26 verwendet, der mechanisch von einem Rad 24 aus angetrieben ist.
Wenn man vom Tachometer 26 ein Gleichspannungssignal erhält, muß ein elektropneumatischer Wandler 27 zwischengeschaltet werden, der im wesentlichen eine vom Tachometer 26 unter Spannung gesetzte Magnetspule aufweist, die einen Tauchkern umgibt. Dieser endet in einer kegelförmigen Spitze 28, die mehr oder weniger tief in eine Luftleitung 29 eintaucht, und somit die in dieser geführte Druckluft drosselt, die einem nicht dargestellten Behälter entnommen wird, und vor Erreichen der veränderlichen Drossel 28 eine unveränderliche Drossel passiert. Das so erhaltene Drucksignal P _e wird ohne weitere Verstärkung in den Sollwertgeber 13 eingegeben.
Nach diesem Ausführungsbeispiel ist weder ein Strömungsmittelverstärker noch eine Einrichtung zum Anheben der Ansprechschwelle erforderlich.
Der Betriebsbereich (z. B. 200 mbar/km/h) läßt sich mittels des elektropneumatischen Wandlers ebenso leicht einregulieren wie der Nullbereich (0 bar bis 3 km/h).
Sofern der Tachometer 26 eine variable Frequenz oder Spannung liefert, muß dieses Signal vor dem Wandler 27 mittels eines zweckmäßigerweise in den Tachometer eingebauten Integrators umgewandelt werden.
Ein weiteres Beispiel eines Geschwindigkeits-Meßfühlers ist in Fig. 7 dargestellt.
Hier ist einem pneumatischen Geber nach dem Zahnscheibenprinzip die Funktion des Tachometers übertragen. Eine Zahnscheibe 30 wird mittels eines nicht dargestellten Rades von einem Fahrzeug-Laufrad her angetrieben. Die Zähne 31 bewegen sich vor einer Düse des als Geschwindigkeits-Meßfühler dienenden pneumatischen Meßfühlers 32. Dieser liefert an seinem Ausgang ein Drucksignal mit zickzackförmigem Verlauf. In der Meßleitung ist eine Drossel 34 nachgeschaltet, auf welche ein Ausgleichsvolumen 33 folgt. Nach diesem stellt sich das Signal als eine kontinuierliche Druckgröße dar, die in einer Analog-Umkehreinrichtung 35 umgewandelt und danach in einem Verstärker 36 verstärkt wird. An dessen Ausgang steht das Signal P _e zur Verfügung, um in den Sollwertgeber 13 eingespeist zu werden.
Wenn das Signal am Ausgang des Meßfühlers 32 in Form eines hohen Druckes zur Verfügung steht, wirkt es direkt auf die Drossel 34; sofern es aber nur niederen Druck hat, schaltet man zwischen den Meßwertgeber 32 und die Drossel 34 eine zweite Drossel 37 sowie zwischen diese und die Drossel 34 einen Verstärker 38 ein.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel (Fig. 8) weist der Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14 einen Geschwindigkeitsgeber 39 auf, der ein elektrisches Signal liefert, sowie einen elektropneumatischen Umsetzer. Der Geschwindigkeitsgeber bzw. Magnetfühler 39 besteht aus einer fest gegenüber einer Zahnscheibe 40 aus ferromagnetischem Material angebrachten Induktionsspule. Die Zahnscheibe 40 wird von einem Laufrad des Fahrzeugs aus angetrieben. Die von der Induktionsspule 39 beim Drehen der Zahnscheibe 40 ausgehenden Impulse gelangen zu einem Tachometer 41, der seinerseits ein Gleichspannungssignal erzeugt, das einen elektropneumatischen Wandler 42 der gleichen Art wie der Wandler 27 in Fig. 6 erregt. Am Ausgang des Wandlers erhält man das Signal P _e. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist weder ein Verstärker noch eine Einrichtung zum Anheben der Ansprechschwelle erforderlich.
Sofern ein Verstärker 25, 36 oder dergleichen bei einem der Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14 angewandt wird, ist auch eine Einrichtung zum Anheben der Ansprechschwelle vorgesehen, wie beispielsweise eine Nullpunkt-Regelschraube oder ein sonstiger Nullpunkt-Einsteller; durch eine derartige Einrichtung entweicht die dann überschüssige Luft, sobald die Geschwindigkeit unter ein bestimmtes Maß, z. B. 3 km/h, absinkt.
Beim Beispiel der Fig. 9 ist ein Tachometer 43 verwendet, wie er auch bei Kraftfahrzeugen vorkommt, mit einer festen Skala 44, vor der sich ein Zeiger 45 bewegt. Das System ist über eine biegsame Welle 46 mit einem der Fahrzeugräder verbunden.
Die Zeigernadel 45 arbeitet mit einer Klappe 47 zusammen, die wiederum Bestandteil einer Düsen-Klappen-Vorrichtung 48 ist, auf welche Druckluft einwirkt. Die Düsen-Klappen-Vorrichtung 48 kann vorteilhafterweise in bezug auf die Skala 44 so einstellbar sein, daß der Zeiger 45 die Klappe 47 erst oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit, z. B. 3 km/h zu beeinflussen beginnt. Die Öffnungsweise der Klappe gegenüber der Düse ist dann proportional zur tatsächlichen Geschwindigkeit. Damit herrscht beim Auslaß 49 der Düsen-Klappen-Vorrichtung 48 ein zur Geschwindigkeit proportionaler Druck. Durch Verstärken dieses Druckes in einem Verstärker 50 wird das Signal P _e gebildet. Die Nulleinstellung (z. B. 0 bar am Ausgang bei 3 km/h) läßt sich hier leicht durch entsprechendes Verstellen der Düsen-Klappen-Vorrichtung 48 gegenüber der Skala 44 durchführen.
Was das Einregeln des Funktionsbereiches betrifft, so erfolgt dies mittels zweier in der Vorrichtung 48 vorhandener einstellbarer Düsen.
Der Verstärker 50 ist erforderlich, weil die Düsen-Klappen-Vorrichtung 48 verhältnismäßig schwache Drücke liefert.
Schließlich zeigt Fig. 10 einen Fahrgeschwindigkeits-Meßfühler 14, der einen Kurbeltrieb 53 aufweist, der auf den Pleuel eines Pneumatikzylinders 54 einwirkt.
Der Kurbeltrieb 53 wird durch ein Laufrad 55 einer landwirtschaftlichen Maschine angetrieben. Der Innenraum des Pneumatikzylinders 54 ist über ein Rückschlagventil 56 mit einem Ausgleichsvolumen 57 verbunden und liefert bei 58 eine zur Drehzahl des Rades 55 proportionale Druckgröße. Eine permanente Entlüftung 59 in die Umgebungsluft erscheint zum Kompensieren von Geschwindigkeitsverminderungen erforderlich.
Anhand von Fig. 11 wird anschließend ein Ausführungsbeispiel eines Druckmeßfühlers 11 beschrieben, der zum Umsetzen des Flüssigkeitsdruckes in der Verteilkammer 7 in ein proportionales pneumatisches Signal dient.
Der Umsetzer bzw. Meßumformer bzw. Verstärker weist eine Membran 60 auf, deren Bewegungen ein Kugelventil 61 beeinflussen, das zu einem pneumatischen Umlauf gehört, dessen Eingang an eine Druckluft-Zuleitung angeschlossen ist und dessen Ausgang einen Druck P&sub1; aufweist, der zu dem auf die Oberfläche der Membran 60 einwirkenden Druck P der Flüssigkeit (Sprüh- bzw. Düngemittel) proportional ist.
Ein solcher Verstärker ermöglicht sogar die Anwendung von in Suspension befindlichen Düngemitteln. Dies beruht auf dem vergrößerten Eintritts-Durchmesser seitens des Düngemittels.
Die schematische Darstellung der Fig. 12 zeigt einen pneumatischen Regler 10, bei dem hoher Druck angewandt wird und bei dem zwei baugleiche Korrekturkreise bzw. Komparatoren, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind, Verwendung finden.
Ein solcher Komparator hat beiderseits eine Membran 62, welche zwei Lagen einnehmen kann, und zwei Eingänge E&sub1; bzw. E&sub2;. Wenn die Membran die in Fig. 13 gezeichnete Lage einnimmt, gelangt der Druck E&sub1; zum Auslaß S. In der anderen Lage der Membran ist S gegenüber E&sub1; abgesperrt.
Bei E&sub1; wirkt das Sollwertsignal und bei E&sub2; das Istwertsignal aus der Regelstrecke. Wenn E&sub2; kleiner ist als E&sub1;, dann erscheint E&sub1; bei S. Wenn hingegen E&sub2; größer ist als E&sub1;, dann ist S gegenüber E&sub1; isoliert. Eine ständig offene Düse 63 ermöglicht den angehobenen Schwellwert für den Nullpunkt.
Am Eingang E&sub1; des Komparators CP&sub2; wirkt der Druck P&sub1;, desgleichen am Eingang E&sub1; des Komparators CP&sub1;, während am Eingang E&sub1; des Komparators CP&sub1; und am Eingang E&sub2; des Komparators CP&sub2; der Druck P&sub2; wirkt (Fig. 12).
Die Ausgänge S&sub1; und S&sub2; sind mit einem Verteilerventil, beispielsweise einem Flachschieber gemäß Fig. 14, verbunden. Je nach anliegendem Druck bei S&sub1; bzw. S&sub2; wirkt das Stellglied 9 auf den Regelschieber 6 im Sinne des Öffnens oder des Schließens. Im Falle der Druckgleichheit zwischen S&sub1; und S&sub2; verbleibt das Stellglied 9 und damit auch der Regelschieber 6 in seiner Lage.
In der Praxis öffnet bzw. schließt der Regelschieber 6 so weit, daß bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit der Druck P&sub1; gleich dem Druck P&sub2; wird.
Anstelle der Komparatoren CP&sub1; und CP&sub2; kann man gemäß Fig. 15 auch Flachschieber D&sub1;, D&sub2; anwenden. Diese Variante vermeidet Reibungen. Die Arbeitsweise dieser Einrichtung ist analog jener der Fig. 12. Jeder der Drücke P&sub1; und P&sub2; beaufschlagt von einer Seite des einen der beiden Verteiler D&sub1; und D&sub2; ebenso wie von der anderen Seite des anderen Verteilers her das entsprechende Teil (Fig. 15). Solange P&sub1; größer oder kleiner ist als P&sub2;, erhält S&sub1; oder S&sub2; ein Drucksignal und steuert folglich den Regelschieber 6 in die entsprechende Stellung, bis ein Gleichgewicht zwischen P&sub1; und P&sub2; erreicht wird. Daraufhin hört die Entwicklung des Stellglieds 9 auf den Regelschieber 6 im einen oder anderen Sinne auf.
Da diese Flachschieber völlig dicht sind, ist zum Erzielen einer stabilen Lage der Einbau eines Störgliedes erforderlich. Dieses besteht aus einer festen Drossel 64 und einer dazu parallel montierten einstellbaren Drossel 65, die in die Leitung eingebaut sind, die den Druck P&sub1; auf den Schieber D&sub2; gibt.
Wenn man den pneumatischen Regler 10 mit niedrigem Druck betreiben will, empfehlen sich auf einen Membranschieber wirkende pneumatische Regler. Außerdem teilt man den Druck P&sub1; so auf, daß man einen maximalen Druck von 1 bar hat, und man begrenzt den pneumatischen Verstärker 22 am Ausgang des Korrektorkreises (Fig. 3) ebenfalls so, daß der maximale Druck im Regler ebenfalls auf 1 bar begrenzt ist.
Der Regelschieber 6 ist ein Drehschieber, kann aber auch als Vierteldrehungs-, Scheiben- oder Kugelventil ausgebildet sein. Auch ein Linearschieber mit einem linearen Stellglied 9 kann vorgesehen werden.
Als Steuerorgan ist eine in Fig. 16 schematisch angedeutete, linear wirkende Kolben-Zylindereinheit 66 zwischengeschaltet, und zwar zwischen den Flachschieber gemäß Fig. 14 und den Regelschieber 6. Zu diesem Zweck kann man sich einer pneumatischen Kolben-Zylindereinrichtung mit Zahnstange bedienen. Die lineare Kolben-Zylindereinheit kann auch durch eine Membrandose ersetzt werden.
Das Einregulieren der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung erfolgt, wie oben erläutert, mittels des Organes 15. Hierzu dient ein Einstellknopf 15&min;, der auf die verstellbare Drossel 21 im Sollwertgeber einwirkt. Der Stellung dieses Knopfes entspricht dann ein bestimmter Druck im Sprührechen 8 für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit, Konzentration je Hektar und einen bestimmten Düsentyp.
Um den erforderlichen Druck einzustellen, liest man auf einem zu den Düsen gehörenden Nomogramm für die gewünschte Konzentration je Hektar und für eine vorgegebene Geschwindigkeit die entsprechenden Werte ab, bringt dann das Trägerfahrzeug auf die gewünschte Geschwindigkeit und regelt dann mit dem Knopf 15&min; so lange, bis der am Manometer 12 abgelesene Wert den aus dem Nomogramm erhaltenen Wert erreicht hat. Dann kann man nicht mit dem Zerstäuben beginnen.
Die Konzentration je Hektar bleibt nunmehr unabhängig von Geschwindigkeitsänderungen konstant.
Wenn man während des Sprühens örtlich die Konzentration je Hektar ändern will, braucht man nur den Einstellknopf 15&min; in die entsprechende vorher festgelegte Stellung zu verbringen. Danach kehrt man zur ursprünglichen Sprühkonzentration zurück, indem man den Einstellknopf 15&min; anhand seiner Skala in die vorherige Stellung zurückdreht. Das Manometer 12 braucht dazu nicht abgelesen zu werden.
Um die Ersteinstellung des Einstellknopfes 15&min; nicht bei fahrender Maschine vornehmen zu müssen, was schon wegen der Erschütterungen nicht bequem ist, wird diese Einstellung zweckmäßigerweise im Stand dadurch vorgenommen, daß man in den Sollwertgeber eine Druckgröße P _e&min; einführt, die der vorgewählten Geschwindigkeit entspricht. Eine hierfür geeignete Simuliereinrichtung ist schematisch in Fig. 17 dargestellt. Die Einrichtung besteht aus einer Druckluftquelle 67, einem Regelhahn 68 und einem Druckminderventil 69. Eine pneumatische Klappe 70 liegt zwischen dem Eingang des Sollwertgebers 13 einerseits und dem Druckminderventil 69 sowie dem Geschwindigkeits-Meßfühler 14 andererseits.
Wenn der Simulierkreis zugeschaltet ist, läßt sich der Einstellknopf 15&min; im Stand des Fahrzeugs justieren. Wenn der Einstellknopf 15&min; einmal entsprechend justiert ist, kann der Simulierkreis abgeschaltet werden. Wenn man danach mit dem Versprühen beginnt, wird der Sprühdruck automatisch immer richtig eingeregelt.

Claims

1. Regeleinrichtung zum Regeln einer Sprühvorrichtung an einem vorzugsweise landwirtschaftlichen Radfahrzeug, mit

- einem Regler,

- einem den Förderdruck der Sprühvorrichtung beeinflussenden Stellglied, das vom Regler angesteuert ist,

- einem Meßfühler für den Förder-Istdruck in der Sprühvorrichtung, der mit dem Regler verbunden ist,

- einer Ableseeinrichtung für den Förder-Istdruck,

- einem Meßfühler für die Fahrgeschwindigkeit, und

- einem verstellbaren Sollwertgeber zur Abgabe eines für den Förder-Solldruck repräsentativen Signals an den Regler in Abhängigkeit von dem zur Fahrgeschwindigkeit proportionalen Signal des Meßfühlers für die Fahrgeschwindigkeit und von zusätzlichen, einstellbaren Parametern, die repräsentativ sind für die spezifische Sprühmenge und die Art der verwendeten Sprühvorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit zur Abgabe eines pneumatischen Meßsignales eingerichtet ist,

- der Sollwertgeber (13) zwei mit ihren Ausgängen zusammengeschlossene, mit dem Ausgang des Sollwertgebers (13) verbundene Drosseln (20, 21) aufweist,

- der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit an die erste (20) dieser Drosseln (20, 21) angeschlossen ist,

- die zweite (21) dieser Drosseln (20, 21) an eine Druckquelle (15) angeschlossen und zum Abgleichen des von der Ablesevorrichtung (12) angezeigten Förder-Istdrucks bei konstanter Fahrgeschwindigkeit auf einen vorgegebenen, die Parameter berücksichtigenden Nenndruck verstellbar (15&min;) ausgebildet ist, und

- der Regler pneumatischer Regler (10) ausgebildet ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (13) einen dessen Ausgang vorgeschalteten pneumatischen Verstärker (22) aufweist.

3. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit zur Abgabe eines Meßwerts erst bei Vorliegen einer Mindest-Fahrgeschwindigkeit, vorzugsweise bei 3 km/h, eingerichtet ist.

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit ein Luftverdichter (23) ist, der mittels eines mechanischen Übertragers (24) von einem Laufrad des Fahrzeugs angetrieben ist, und daß zwischen dem Luftverdichter (23) und dem Sollwertgeber (13) eine Verstärkungseinrichtung (25) angeordnet ist.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungseinrichtung (25) ein pneumatisches Nullglied (25&min;) zum Absenken des pneumatischen Signals auf Null bei Unterschreiten der Mindest-Fahrgeschwindigkeit zugeordnet ist.

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverdichter (23) als Kreiselverdichter ausgebildet ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverdichter (23) als Verdrängergebläse ausgebildet ist.

8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit einen elektrischen Tachometer (26) aufweist, dem ein elektropneumatischer Wandler (27) nachgeordnet ist (Fig. 6).

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tachometer (26) durch einen mechanischen Übertrager (24) mit einem Laufrad des Fahrzeugs in Antriebsverbindung steht.

10. Regeleinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine von einem Fahrzeugrad aus angetriebene ferromagnetische Zahnscheibe (40), der ein Magnetfühler (39) zur Abgabe elektrischer Impulse an den Tachometer (41) zugeordnet ist (Fig. 8).

11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit einen pneumatischen, mit einer Zahnscheibe (31) zusammenwirkenden Impulsgeber (32) aufweist, dem aufeinanderfolgend eine Drossel (37), ein Verstärker (38), eine weitere Drossel (34), eine Analog-Umkehreinrichtung (35) und ein weiterer Verstärker (36) nachgeordnet sind (Fig. 7).

12. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit eine Düsen-Klappen-Vorrichtung (48) aufweist, deren Klappe (47) mit dem Zeiger (45) eines Zeiger-Tachometers (43) zusammenwirkt (Fig. 9).

13. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (14) für die Fahrzeuggeschwindigkeit einen Kurbeltrieb (53) aufweist, der einen Pneumatikzylinder (54) antreibt, der mit dem Sollwertgeber (13) über einen Verstärker verbunden ist (Fig. 10).

14. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Regler (10) und der Sprüheinrichtung (8) angeordnete Meßfühler für den Förder-Istdruck als diesen in einen direkt proportionalen Luftdruck umsetzender Meßumformer (11) ausgebildet ist (Fig. 2, 11).

15. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Regler (10) zwei übereinstimmend ausgebildete pneumatische Komparatoren (CP&sub1;, CP&sub2;) aufweist, die zur Aufnahme des Förder-Istdrucks (P&sub1;) bzw. des Förder-Solldrucks (P&sub2;) eingerichtet sind (Fig. 12, 13).

16. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (10) aus zwei gleichartigen, jeweils an ihren beiden Enden miteinander zu vergleichende Drucksignale (P&sub1;, P&sub2;) empfangenden Flachschiebern (D&sub1;, D&sub2;) gebildet ist (Fig. 15).

17. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausgänge des Reglers (10) mit den beiden Enden eines als Stellglied (6) dienenden Flachschiebers (9) verbunden sind (Fig. 14).

18. Regeleinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Flachschieber (9) und dem Stellglied (6) ein linear wirkendes Betätigungsglied (pneumatische Kolben-Zylindereinheit 66) angeordnet ist (Fig. 16).

19. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch eine bei Stillstand des Fahrzeugs wahlweise zuschaltbare Fahrgeschwindigkeit-Simuliereinrichtung zum Abgleichen des von der Ableseeinrichtung (12) angezeigten Förder-Istdrucks auf einen vorgegebenen, die Parameter berücksichtigenden Nenndruck.

20. Regeleinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrgeschwindigkeit-Simuliereinrichtung eine Druckluftquelle (67), einen Regelhahn (68) und ein Druckverminderungsventil (69) aufweist und mittels eines pneumatischen Klappenventils (70) am Eingang in den Sollwertgeber (13) parallel zum Meßfühler (14) für die Fahrgeschwindigkeit schaltbar ist (Fig. 17).